Guia Con Cuestionario Resuelto

10

description

Guia de Operaciones Unitarias 1 con preguntas y respuestas resueltas.

Transcript of Guia Con Cuestionario Resuelto

TEMPERATURA DE MEZCLAS COMPLEJAS. El nmero de tomos de carbono de los componentes puede variar entre 1 y 50. Los puntos de ebullicin estn en el rango entre 162 a 538C. Entre mayor sea el rango de temperaturas menor es la diferencia de volatilidades existente entre los componentes. Los productos de la destilacin son tambin mezclas complejas.

EL PUNTO DE ANILINA se llama "temperatura de punto de anilina", que es la temperatura ms baja (F o C) a la que volmenes iguales de anilina (C6H5NH2) y el petrleo forman una sola fase. El punto de anilina (PA) se correlaciona aproximadamente con la cantidad y tipo de hidrocarburos aromticos en una muestra de petrleo. Un PA bajo indica una mayor cantidad de compuestos aromticos, mientras que un PA alto indica un contenido menor. Probablemente es riesgoso utilizar un diesel oil con un PA inferior a 120F [49C] en lodo a base de aceite. El API ha desarrollado procedimientos de ensayo que son la norma para la industria.FACTOR ACENTRICOEl factor acntrico se define como un parmetro necesario para calcular el factor de compresibilidad de un gas, ste mide la desviacin en la presin de vapor de un compuesto, respecto a gases nobles como el criptn, xenn y argn (tambin llamados fluidos simples) para los cuales el factor acntrico toma el valor de cero.El factor acntrico se define matemticamente como1

donde es el factor acntrico; es latemperaturareducida; es latemperatura; es la temperaturacrtica; es lapresin de vapor(o saturacin) reducida; es la es lapresin de vapordel compuesto; es la presincrtica.Es entonces que el factor acntrico mide lano-esfericidad de lamolculacuando se trata de molculas no polares, por ejemplo,hidrocarburos: un incremento en la longitud de la cadena (aumento de lano-esfericidad) produce un apartamiento en el valor de la presin reducida del compuesto. Como es lgico, este apartamiento es mnimo en elmetanoentre los hidrocarburos. El apartamiento tambin es pequeo para molculas pequeas y que son aproximadamente esfricas comooxgenoynitrgenomoleculares.2Sin embargo, la definicin abarca tanto compuestos polares comoalcoholes,cetonaso inclusoagua. En estos casos, la desviacin en la presin de vapor se debe no slo a la forma de la molcula, sino a las interacciones especficas entre ellas comodipolo-dipoloopuente de hidrgeno.

PROPIEDADES CRITICASEs el conjunto de condiciones fsicas de presin, temperatura y volumen, a las cuales ladensidad y otras propiedades del lquido y gas se vuelven idnticas, es decir, es un punto auna presin y temperatura dada donde fsicamente no puede diferenciarse si se trata de gas olquido. Estas propiedades crticas son nicas (una sola presin, una sola temperatura) parauna sustancia dada y se requiere para la determinacin de otras propiedades de la sustancia.La presin crtica, Pcr, y la temperatura crtica, Tcr, son medidas en el laboratorio yusualmente son desconocidas por lo que se requiere su determinacin por medio deCorrelacines, como la de Brown et al, para determinar las propiedades crticas en funcin dela gravedad especfica del gas.DESTILACION ASTM D-86Las caractersticas de vaporizacin de los crudos y las fracciones petroleras se determinan por medio de una destilacin por carga a presin atmosfrica, donde solo ocurre un fraccionamiento muy pequeo. Se usa generalmente para naftas y destilados medios.

ASTM (atmosfrica)ASTM D 86Fracciones o productos del petrleo, que incluyen las gasolinas, combustibles para turbinas, naftas, querosinas, aceite para gas de alumbrado, destilados de aceites combustibles y solventes que no tienden a descomponerse cuando se evaporan a 1 atm de presin.

DESTILACIN TBPDESTILACION TBP DE LOS CRUDOSQu se hace con la curva TBP?Nos permite evaluar el petrleo, para poder saber que derivados se pueden obtener en la refinera a partir de un crudo, y tambin establecer estrategias operacionales y la optimizacin de procesos. De acuerdo a las ASTM, la determinacin del TBP para las fracciones de petrleo tienen como tope para poder realizarse hasta 565C. para superiores a estos se utiliza otro tipo demtodos.LA DESTILACION TBP permite dar una imagen casi exacta de la composicin de un crudo porque se obtiene la medida de la temperatura de ebullicin de los componentes del crudo. Yo le entiendo que al realizar la destilacin puedes determinar que tipo de destilados obtienes de acuerdo al punto de ebullicin real (a una temperatura determinada) . Pero si quieres obtener el punto de ebullicin real de cada componente(destilado) tienes que hacer la media aritmtica de la temperatura inicial y final en la que se produjo el destilado. (es decir sumas la temperatura en el incio de la destilacin de una fraccin y la temperatura final del mismo y la divides para dos). Esta es la caracterstica por lo que se denomina TBP. Adems durante la destilacin puedes recoger el peso, la densidad y otros datos que te servirn para evaluar al crudo y son:1. Para las fracciones ligeras Numero de octano Presin de vapor Peso moleculaR PONA(parafinas, oleofinas, naftenos, aromticos) Azufre y otros2. Para las fracciones pesadas Punto de anilina Densidad Viscosidad Contenido de azufre Contenido de asfaltenos, etcDESTILACIN EFVLas curvas de vaporizacin instantnea en equilibrio son obtenidas en un destilador por carga con recirculacin o en un vaporizador de flujo continuo. En estos se mantiene la temperatura y la presin constantes.

GRAVEDAD APILa gravedadAPI,o grados API, de sus siglas en inglsAmerican Petroleum Institute, es una medida dedensidadque, en comparacin con elagua, precisa cun pesado o liviano es elpetrleo. ndices superiores a 10 implican que son ms livianos que el agua y, por lo tanto, flotaran en sta. La gravedadAPIse usa tambin para comparar densidades de fracciones extradas delpetrleo.Por ejemplo, si una fraccin de este aceite flota en otra, denota que es ms liviana, y por lo tanto su gradoAPIes mayor. Matemticamente la gravedadAPIcarece de unidades (vase la frmula abajo). Sin embargo, siempre al nmero se le aplica la denominacin gradosAPI.La gravedadAPIse mide con un instrumento denominado hidrmetro. Existe gran variedad de estos dispositivos.

La gravedad API (ASTM D 87; ASTM D 1298), se define como:Gravedad API = 141.5 / (SG 60/60F) 131.5Donde, SG 60/60F significa gravedad especfica medida a 60F y referida a la gravedad especfica del agua a 60F.As la gravedad API de agua es 10, la de la mayora de los hidrocarburos est entre 10 y 80, y la de los hidrocarburos ligeros tiene valores superiores a 92.8.En el lenguaje petrolero corriente los petrleos crudos se clasifican como livianos, medianos, pesados o extrapesados. Esta clasificacin est muy vinculada a la gravedad especfica o ndice de grados API de cada crudo. La propia clasificacin nos da una idea de la viscosidad o fluidez de cada crudo. Clasificacin del crudo segn API Crudos Livianos 30-40 Crudos Medianos 22-29.9 Crudos Pesados 10-21.9 Crudos Extrapesados Menos 10La gravedad API se usa universalmente para la catalogacin y establecimiento de diferenciales de precios, considerando otros factores como el contenido de azufre y/o metales, sal, corrosividad o rendimiento especfico de determinado producto dado por un crudo determinado.

VOLATILIDADLavolatilidaddesde el punto de vistaqumico,fsicoy de latermodinmicaes una medida de la tendencia de una sustancia apasar a la fase vapor. Se ha definido tambin como una medida de la facilidad con que una sustancia se evapora. A una temperatura dada, las sustancias con mayorpresin de vaporse evaporan ms fcilmente que las sustancias con una menor presin de vapor.Un ejemplo de ello es el alcohol, a temperatura ambiente es prcticamente voltil, ya que comienza a evaporarse en forma espontnea, debido a que su temperatura de evaporacin es muy baja.1234Aunque por lo general se aplica alquidos, la volatilidad se puede aplicar a materialesslidoscomo elhielo seco(slido de dixido decarbonoy elcloruro de amonio), que pueden cambiar directamente de slido avaporsin pasar por el estado lquido. Este proceso se denominasublimacin.Relacin entre las presiones de vapor y los puntos normales de ebullicin de los lquidos[editar]La presin de vapor es lapresinque ejercen las molculas del lquido que han escapado a la fase vapor en un recipiente cerrado donde se ha alcanzado el equilibrio. Muy a menudo el trmino se utiliza para describir la tendencia de un lquido a vaporizarse.Se trata de una medida de la tendencia de lasmolculasytomospara escapar de un lquido o un slido. Latemperatura de ebullicinde un lquido apresin atmosfricacorresponde a latemperaturaa la que su presin de vapor iguala a la presin atmosfrica circundante, y a menudo se denominatemperatura de ebullicin normal.Cuantomayor sea la presin de vapor de un lquidoa una temperatura determinada,mayor es la volatilidad y menor es la temperatura de ebullicin normal del lquido.El grfico de presin de vapor a la derecha tiene los grficos de las presiones de vapor frente a la temperatura de una variedad de lquidos.5Como puede verse en el grfico, los lquidos con la presin de vapor ms elevada tienen los puntos de ebullicin normales ms bajos.Por ejemplo, a cualquier temperatura dada, elpropanotiene la mayor presin de vapor de los lquidos de la tabla. Tambin tiene el menor temperatura de ebullicin normal (-42,1C), que es donde la curva de presin de vapor del propano (lnea lila) cruza la lnea de presin horizontal de unaatmsferade presin de vapor absoluta.La volatilidad de los componentes de una mezcla compleja se determina con pruebas de destilacin de laboratorio (ASTM D 86; ASTM D 1160). Puntos de ebullicion promedio masico molal en peso